정상 세포는 살려 암세포만을 공격하는?

미국 존스 홉킨스 의대와 영국 옥스퍼드 대학교 연구팀이 암세포의 세포 분열 주요기구를 선택적으로 공격하고 증식하는 유방암 세포 만 죽이는 새로운 방법을 발견했다고보고했다.

이번 성과는 환자 유래의 암세포를 실험실에서 성장시켜 테스트 한 결과, 건강한 세포는 남겨 유방암 세포만을 사멸시킬 수있는 약물 탐색 연구에 새로운 진전을 이룬 것으로 평가되고있다.

이 연구는 과학 전문지 ‘네이처'(Nature) 9 일 자에 발표되었다.

존스 홉킨스 의과 대학 분자 생물학 및 유전학 교수 인 앤드류 홀랜드 (Andrew Holland) 박사는 “가장 널리 사용되는 일부 항암제는 빠르게 분열하는 세포를 죽이고, 이러한 약물의 대부분은 암 세포와 함께 빠르게 증식하는 골수 세포와 같은 건강한 세포까지 죽이는 등 눈에 보이는 단점이있다 “고 지적했다.

인간을 포함한 포유류의 세포 분열을 연구하고있다 홀랜드 교수는 어떤 경우에는 세포 분열에 의해 확인되지 않은 오류가 암세포로 발전하는 유전 적 장애를 일으킬 수 있다고 덧붙였다.

과도한 중심체 암세포의 모습. DNA는 파랑, 중심체는 녹색과 적색으로 표시되었다. © Andrew Holland laboratory, Johns Hopkins Medicine

중심 소체 의존 유방암에 효과

모든 포유류 세포 유사 세포 분열 과정을 거치는 것으로 알려져있다. 홀랜드 교수 팀은이를 전제로 다양한 실험실 배양 세포에서 암세포 만 특별히 나타나는 세포 분열 기전을 조사했다.

홀랜드 교수는 이와 같은 탐색 작업을하는 동안 인간의 유방암 세포주가 분열하고 생존 중심 소체 (또는 쥰시무리뿌, centrioles)라는 세포 구조에 크게 의존하고 있다는 사실 을 발견했다고 발표했다.

중심 소체는 세포의 중심체 (centrosomes) 구조에서 중요한 역할을한다. 중심체는 세포의 형태를 부여하고, 세포가 분열 할 때 DNA 분리에 도움이 얇은 단백질 관을 구성한다. 그러나 많은 세포가 중심체와 중심 소체가 없어도 분열이 가능하다.

홀랜드 교수 팀은 다른 세포는 중심 소체가 없어도 생존 할 수 있지만, 실험실 배양 유방암 세포는 그렇지 않다는 사실을 알아 냈다.

READ NASA의 화성 헬리콥터가 결함에서 살아남은 후 일곱 번째 비행을 준비하고 있습니다

심층 분석 결과, 중심 소체 의존성 유방암 세포가 비정상적으로 여러 번 복제 된 게놈의 섹션을 가지고 있으며, 이러한 변경은 유방암의 약 90 %에서 발견되었다.

일반적인 동물 세포의 구조 (왼쪽)와 세포주기 진행의 중심체 역할을 나타낸 그림 (오른쪽). © WikiCommons / LadyofHats (Mariana Ruiz) / Redfootedhurricane

세포 중심체 억제제로 선택 항암 효과 확인

연구팀은 여러 번 복제 된 영역에서 암호화 된 유전자를 연구하고 TRIM37과 단백질을 고농도로 생성하는 유전자를 찾아 냈다. 이 단백질이 중심체를 조절한다고 생각했다.

연구팀은 이어 TRIM37 단백질 수준이 높은 세포에서 세포 분열의 과정을 방해하는 방법을 테스트했다. 따라서 중심 소체를 만드는 TRIM37 단백질을 파괴하는 PLK4 저해하는 실험 약물을 사용했다.

일반 TRIM37의 수치를 가진 실험실 배양 유방암 세포에 약물을 추가하면이 약은 세포의 중심 소체가 제거 되었음에도 불구하고 유방암 세포가 정상적으로 분열했다.

그러나 TRIM37의 수치가 높은 유방암 세포에 약물을 추가했는데, 상황이 반전했다. 세포가 더 이상 분열하지 않고 대부분의 세포가 성장을 멈추거나 사멸했다.

홀랜드 교수는 “이 연구의 아이디어는 TRIM37 단백질 수준이 높은 종양을 확인 PLK4 억제제를 사용하여 암세포를 선택적으로 죽이면서 비교적 건강한 세포에는 해를 끼치 지 않을 것” 고 밝혔다.

다른 암에서도 동일한 효과를 보이는지 탐구 계속

연구팀은 또한 TRIM37 단백질의 수준이 높으면 세포가 중심 소체를 제거하는 약물의 취약점 이유를 발견했다.

홀랜드 교수의 이전 연구에 따르면, 정상적인 세포는 중심 소체가 없어도 분열 할 수있다. 왜냐하면 중심 소체의 주위에 중심 소체 주변 물질 (pericentriolar material)이 중심체와 같은 역할을 할 수 있기 때문이다.

이번 연구에서 연구팀은 높은 수치의 TRIM37 단백질이 중심 소체 주변 물질을 분해한다는 사실을 확인했다. 따라서 중심 소체를 제거하는 약물을 투여하면 세포가 중심체 또는 중심 소체 주변 물질을 이용하여 세포 분열 동안 DNA의 분리를 돕는 튜브를 구성하는 방법이 없어진다.

READ 파라세타몰 부작용: 과학자들은 파라세타몰 복용의 새로운 부작용에 대해 경고합니다.

홀랜드 교수 팀은 현재 이번 연구에서 사용 된 PLK4 억제제와 마찬가지로하면서보다 안정적인 약물을 찾고있다. 또한이 억제제에 반응을 나타내는 다른 인간의 암세포 주도 또한 확인할 계획이다.

(8329)